《現代交換技術(第2版)》以程控交換、ATM交換到MPLS交換的技術發展為線索,對現代交換技術進行系統介紹。重點介紹程控交換技術和MPLS交換技術,簡述移動交換的技術特點和ATM交換的基本機理,并簡要介紹軟交換和光交換等新技術。內容包括:交換技術概述,數字交換和數字交換網絡,程控交換機的硬件系統,程控交換機的軟件系統,移動交換系統,ATM交換技術,MPLS交換技術,MPLS技術的工程應用,以及交換新技術。
《現代交換技術(第2版)》注重基本概念、基本原理和實用性,力求做到內容新穎、知識全面,由淺入深、通俗易懂。
《現代交換技術(第2版)》可作為通信工程專業的本科教材,也可作為從事相關專業的在職技術人員的培訓教材。
數字程控交換機是公用電話網、移動電話網、綜合業務數字網中的關鍵設備,在電信網中起著非常重要的作用。同時,隨著人們對信息需求的日益擴大,以ATM、IP技術為基礎的新的寬帶網絡正在迅速建設和發展。利用ATM與IP融合的技術構造Internet的骨干傳送網,可以克服阻礙網絡擴展的局限因素,并可大幅度地提高性能。因此,掌握程控交換機的基本原理,理解寬帶交換技術及其相關概念,對從事通信工程的技術人員來說是十分必要的。
由于技術發展很快,需要講述的內容很多,但限于篇幅,不可能將所有內容都進行詳細的敘述。因此,本書以程控交換、ATM交換到MPLS交換的技術發展為線索,重點介紹程控交換技術和MPLS交換技術,簡述移動交換的技術特點和ATM交換的基本機理。本書是在原《程控交換與寬帶交換》教材多年教學應用的基礎上,通過刪除部分內容,合并部分章節,將新技術成果融入到各相關章節中,并結合作者多年教學的心得和體會修訂而成的。主要修訂思路如下:刪除了數字用戶電路,圖形對稱性節約ROM容量,公用網絡節點接口信令和端到端信令過程等一些陳舊過時的內容;整合了一些內容,如將控制系統的存儲器納入控制系統的總體介紹中,將MPLS網絡體系結構的內容進行了整合和優化,將原第9章與第10章合并為第8章——MPS技術的工程應用;還增加了與實際應用緊密結合的內容,如增加MT8980芯片的應用實例,增加用戶電路設計實例,增加了關于群處理的實例介紹。
全書共分九章。前五章主要介紹程控交換技術和移動交換技術。首先從人們較為熟悉的電話通信入手,引入交換的基本概念和電話交換信令方式,并對各類交換技術進行了比較;然后介紹數字交換網絡、用戶電路、用戶集線器、中繼器、信號部件和控制系統等硬件組成,重點討論了T型時分接線器、S型接線器、多級時分交換網絡、信號音產生等工作原理和用戶電路BORSCHT功能;接下來介紹呼叫處理的基本原理、程序的執行管理、系統的診斷與維護等軟件組成,重點分析討論了用戶摘掛機的識別原理、脈沖識別原理及計數、位間隔識別原理、雙音頻收號原理、時間表的工作原理以及設計;最后簡要介紹了移動交換中的控制原理、位置登記、越區切換、漫游、網絡安全等關鍵技術和接口信令。后四章主要介紹寬帶交換技術。從介紹ATM交換技術、IP與ATM融合的技術模型入手,重點介紹了多協議標記交換(MPLS)技術,包括MPLS的網絡體系結構、工作原理、標記分發協議(LDP)和標記交換路徑(LSP)、MPLS技術的工程應用(流量工程、QoS機制、虛擬專用網)等相關內容,最后簡要介紹了軟交換技術和光交換技術。
第1章 交換技術概述 1
1.1 交換的基本概念 1
1.1.1 交換的引入 1
1.1.2 交換節點的基本功能 2
1.2 交換技術分類 3
1.2.1 模擬交換與數字交換 3
1.2.2 布控交換與程控交換 5
1.2.3 電路交換與分組交換 5
1.2.4 窄帶交換與寬帶交換 11
1.3 交換技術的發展 11
1.3.1 電話交換技術的發展 11
1.3.2 分組交換技術的發展 14
1.3.3 ATM交換技術的發展 15
1.3.4 IP交換技術的發展 18
1.4 電話交換信令方式 21
1.4.1 信令的概述 21
1.4.2 信令的類型 21
1.4.3 用戶線信令 23
1.4.4 局間信令 24
復習思考題 28
第2章 數字交換和數字交換網絡 30
2.1 數字交換原理 30
2.1.1 數字交換 30
2.1.2 時隙交換原理 30
2.1.3 數字交換網絡 32
2.2 T型時分接線器 32
2.2.1 T接線器的基本組成 32
2.2.2 T接線器的工作原理 33
2.2.3 T接線器的電路組成 36
2.2.4 T接線器的實際電路與應用 42
2.3 S型時分接線器 44
2.3.1 S型時分接線器的基本組成 44
2.3.2 S型時分接線器的工作原理 45
2.4 三級時分交換網絡 46
2.4.1 T-S-T型時分交換網絡 47
2.4.2 S-T-S型時分交換網絡 52
2.5 阻塞的概念與計算 52
2.5.1 阻塞的概念 52
2.5.2 阻塞概率的計算 53
復習思考題 53
第3章 程控交換機的硬件系統 55
3.1 程控交換機的總體結構 55
3.2 話路系統 56
3.2.1 用戶級話路 56
3.2.2 中繼器 63
3.2.3 信號部件 65
3.3 控制系統 68
3.3.1 處理機控制方式 68
3.3.2 處理機的備用方式 71
3.3.3 控制系統可用性 73
復習思考題 73
第4章 程控交換機的軟件系統 74
4.1 程控交換機的軟件組成 74
4.1.1 在線程序 74
4.1.2 支援程序 76
4.1.3 數據 77
4.2 呼叫處理的基本原理 79
4.2.1 呼叫處理過程及狀態遷移 79
4.2.2 輸入處理 82
4.2.3 分析處理 90
4.2.4 任務執行和輸出處理 94
4.3 程序的執行管理 98
4.3.1 軟件管理技術 99
4.3.2 程序的級別劃分 101
4.3.3 程序的啟動控制 101
4.3.4 周期級的調度管理 103
4.3.5 基本級程序的執行管理 106
4.4 系統的診斷與維護 109
4.4.1 故障處理的一般過程 109
4.4.2 故障檢測與診斷 110
4.4.3 故障排除 110
復習思考題 110
第5章 移動交換系統簡介 112
5.1 移動交換系統概述 112
5.1.1 移動通信系統組成 112
5.1.2 移動交換控制的特征 114
5.2 移動交換控制原理 115
5.2.1 移動呼叫處理 115
5.2.2 移動交換的基本技術 117
5.3 移動交換接口信令 120
5.3.1 無線接口信令 121
5.3.2 基站接入信令 123
5.3.3 網絡接口信令 125
復習思考題 126
第6章 ATM交換技術 128
6.1 概述 128
6.1.1 ATM的基本概念 128
6.1.2 ATM交換系統的基本構成及要求 132
6.2 ATM交換網絡的實現技術 134
6.2.1 空分交換結構 134
6.2.2 時分交換結構 137
6.2.3 總線交換結構 138
6.2.4 令牌環交換結構 140
6.2.5 ATM多級交換網絡 140
6.3 ATM交換的分層技術 146
6.3.1 ATM交換的協議參考模型 146
6.3.2 物理層 147
6.3.3 ATM層 150
6.3.4 ATM適配層 153
6.4 ATM網絡信令 160
6.4.1 ATM網絡的信令方式 160
6.4.2 用戶網絡接口信令 161
6.4.3 專用網絡節點接口信令 169
復習思考題 172
第7章 MPLS交換技術 173
7.1 IP與ATM的融合 173
7.1.1 融合的技術模型 173
7.1.2 IP交換 175
7.1.3 標記交換 178
7.2 MPLS總體介紹 181
7.2.1 MPLS技術發展動力 182
7.2.2 MPLS網絡體系結構 184
7.2.3 MPLS工作原理 191
7.2.4 實現MPLS的關鍵技術 192
7.3 標記分發協議(LDP) 199
7.3.1 LDP及其消息 199
7.3.2 LDP操作 201
7.3.3 LDP協議規范 208
7.4 標記交換路徑(LSP) 216
7.4.1 標記交換路徑概述 216
7.4.2 LSP路由選擇 217
7.4.3 LSP隧道 219
7.4.4 LSP的快速重選路由 220
復習思考題 222
第8章 MPLS技術的工程應用 224
8.1 MPLS在流量工程中的應用 224
8.1.1 流量工程概述 224
8.1.2 MPLS流量工程 226
8.2 MPLS的QoS實現 236
8.2.1 QoS概念及實現過程 236
8.2.2 MPLS的QoS實現方案 239
8.3 MPLS在虛擬專用網絡(VPN)上的應用 246
8.3.1 VPN的概念和結構 246
8.3.2 利用MPLS技術實現VPN 251
復習思考題 254
第9章 交換新技術 256
9.1 軟交換技術 256
9.1.1 軟交換的概念 256
9.1.2 軟交換的網絡結構 257
9.1.3 軟交換協議 261
9.1.4 軟交換的應用 265
9.2 光交換技術 269
9.2.1 光交換的概念 270
9.2.2 光交換元件 270
9.2.3 光交換網絡 273
9.2.4 新的光交換技術 279
復習思考題 280
附錄 英文縮寫對照表 282
參考文獻 291
第1章 交換技術概述
通信網是由用戶終端設備、傳輸設備和交換設備組成。它由交換設備完成接續,使網內任一用戶可與其他用戶通信。數字程控交換機是數字電話網、移動電話網及綜合業務數字網中的關鍵設備,在通信網中起著非常重要的作用。為了更好地掌握交換技術的相關知識,本章從交換的基本概念入手,介紹交換節點的基本功能、交換技術的分類和發展,并通過對不同交換方式的比較,使讀者能準確理解交換的概念。在本章的最后介紹了交換信令方式。
1.1 交換的基本概念
1.1.1 交換的引入
通信的目的是實現信息的傳遞。自從1876年Bell A.G發明電話以來,一個電信系統至少應由終端和傳輸媒質組成,終端將含有信息的消息(如話音、文本、數據及圖像等)轉換成可被傳輸媒質接受的電信號,并將來自傳輸媒質的電信號還原成原始消息。傳輸媒質則是把電信號從一個地點傳送到另一地點。這種僅涉及兩個終端的通信稱為點對點通信。